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| 前線的撓性油管系統已經用于試劑和生物沉積 | |||
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分發技術submicroliter范圍內運作。 第一步是選擇一個接觸和非接觸模式配制試劑。 傳統contact-based銷印刷可以存款picoliter卷或更高版本根據銷類型。 雖然使用毛細管硅銷比傳統的金屬針,允許更好的簡歷仍硅風險損害了襯底表面接觸。 另一個聯系方法是前線技術BioDot Inc .(歐文,CA),這是對襯底表面的危害較小。 前線技術拖一個靈活的超小型電子管,半月板在襯底。
無觸點調劑選項包括聲學、壓電或噴墨配藥。 聲滴調劑使用聚焦聲束噴射控制液滴從開放池的液體。 當聲束罷工液體表面時,壓力使液體上升液滴中斷。聲配藥支持分發量極低,小于1 pl /液滴。
壓電配藥100 pl低收益率卷只應用在高頻電壓范圍的陶瓷或壓電元素接觸玻璃噴嘴。 當前導致陶瓷合同,合同也導致玻璃噴嘴。 結果是單個液滴的噴射(見 圖2 )。 壓電配藥受到應用電壓、脈沖寬度和頻率。 這些參數的變化會影響分配的結果。 例如,sciFlex壓電配藥系統Scienion AG(柏林)附近的壓電晶體安裝玻璃毛細管(參見圖3)。這附近的壓電元素分配統一行動和液滴噴射。
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噴墨打印或發現涉及到使用一個壓力源(液壓或氣動)和microsolenoid閥前下降。 閥門是打開和關閉程序在壓力源的壓力下,導致滴被驅逐。 例如,BioJet加上BioDot是一個定量,修改噴墨打印液滴的機制只低微升范圍。 BioJet加上技術結合高分辨率的注射泵作為液壓源驅動配藥microsolenoid閥,和x - y運動耦合同步分配(見 圖4 )。 5 - 8
BioJet加上技術還可以處理許多試劑,包括一系列的流體性質。 等生物傳感器生產、試劑包括緩沖區、抗體、酶和細胞。 在一些新型傳感器、生物耦合的珠子,玻璃、高分子涂料作為保護劑或過濾表面。
表一( 點擊放大 )值是相對熒光單位(RFU)在96 - 96板,問fluorescein-labeled PBS的分配在一個分配程序。 意味著活動為每一行顯示在右列。 平均值,標準偏差(STD)和百分比變異系數(CV)對整個板底部顯示。 統一的分配由小%表示簡歷。
BioJet加上不同的體積從10問4?l為一個單一的分配。 由于它的非接觸大自然,它可以分發高密度板(如。 3456 - microwell板井距為1.125毫米)或專有的生物傳感器目標microwells格式。 BioJet加上也可以存款試劑送氣音/分發或continuous-dispense模式。 這個選項取決于應用?陽離子和生產規模。 典型的簡歷BioJet加20問小于10%;隨著分發體積的增加,簡歷減少到大約4%或更少(見表 我 和 二世 )。
數量和位置精度
表二。 ( 點擊放大 CVs)相對熒光單位用來計算板和分配卷。
健壯的配藥的流體在低卷是一個技術要求的過程,需要嚴格控制多個變量。 的主要因素和系統組件準確和可再生的容量分配如下:分發器,環境,系統中的液體,目標襯底,編程設計,流程設計,分發器清潔和維護。
脫氣液體是為確保一致的一個重要組成部分,高質量的調劑。 液壓驅動系統,循環加壓和減壓(閥門開度)國家之間不斷產生泡沫。 雖然脫機脫氣是有幫助的,但并不能阻止泡沫從改革。 9
維護所需的穩態壓力BioJet技術需要,BioDot集成方法實現高效脫氣flow-thru真空室,或脫氣裝置。 該室包含一個非晶全氟共聚物(聚四氟乙烯房顫)脫氣膜。 透氣型薄膜受到外力作用,不斷排放minivacuum酉聚四氟乙烯隔膜泵。 這種脫氣方法減少了水的溶解氧從7 - 8 ppm完全充氣后3 - 4 ppm解決方案通過脫氣室。 幾個真空脫氣模塊可以安裝在一個系統并行。 這種脫氣技術也消除了脫氣離線之前任何所需的時間分配實驗。
圖5。 ( 點擊放大 )(一)生物傳感器的結果表印有BioJet加上技術。 (b)特寫照片的生物傳感器。 (c)生物傳感器的放大照片表強調現場形態和排列。
表我 基于相對熒光顯示了簡歷數據單元(RFU)96分配100問的熒光素鈉。 表二世 和 圖5 顯示從288000年生產運行的分配結果。 使用十30×40-cm表,該生產運行在每個分配表28800年phosphate-buffered鹽水滴藍色染料(100 nl)。 圖5一個 在一張顯示28800年分配; 圖5 b 是表的一個象限的特寫鏡頭,然后呢 圖5 c 進一步的細節特寫鏡頭顯示一列分配突出點的一致性。
分配每個表上的28800點后,drop-to-drop簡歷和平均量測量基于RFUs(見 表二世 )。 288000年調劑后,整個簡歷很低(1.94%),和它改變了僅略從開始到完成的生產運行。 card-to-card變異性也統計方差分析顯示的無意義(P = 0.01)板的簡歷。 此外,平均測量值體積密切匹配目標100 - nl體積。 確認的準確性是來自與熒光素的標準曲線。標準品
除了精密,準確數量,生物傳感器生產需要位置精度高。 展示的位置精度和準確性BioJet加上技術、50點的數組產生的一系列20-nl分配進行了分析(見 圖6 )。 產生這一形象,20問的去離子水分發水敏襯底。 未經處理的黃滑轉藍,當流體接觸襯底。 該襯底掃描在600點每英寸平板掃描儀,和由此產生的圖像與ImageJ軟件分析了由美國國立衛生研究院(馬里蘭州貝塞斯達)。
點的分析質心(x和y坐標)可以確定位置精度和準確性。 重復性的中心也與直徑均勻度和圓度的指數。 數組的數據 圖6 平均標準偏差(SD)的位置19?m x方向的數組,和12?m在y方向。 平均每個點的絕對位置在12?m程序分發的位置。 圖像分析程序還表明,液滴均勻區域和循環。 在高密度陣列形態學特征往往更重要,而不是具體的體積,本身。
生物傳感器生產的最終要求是一個平臺,能夠滿足生產和分配數量和位置精度和精度的要求。 例如,根據不同的生產方式和吞吐量需求,BioJet加上技術可以整合各種可用的平臺。 等系統BioDot AD3400和連續在線網絡系統,如BioDot RR4500可以用于研究和開發和擴展到生產(見圖7和8)。組件(如航天飛機機制、視覺檢測系統和條形碼的讀者也可以集成提供一個功能齊全的生產系統。
顯示了典型的生產能力為一系列BioDot平臺將BioJet加分發技術。 例如,使用中的AD3400批量生產模式,一個試管制造商可以預期大約?imately每年7000萬個零件。 使用相同的分配技術,而是在一個在線連續生產模式,部分數量的增加,每年大約有2.4億個零件。 在從研究和premanufacturing過渡到全面生產,唯一的變化是能力而不是核心配藥技術平臺。 這減少了擴大驗證問題,使用相同的技術研究和生產。
本文解決的一些主要挑戰生物傳感器的開發和生產。 這些挑戰的關鍵在于生產過程的可靠性和可伸縮性,反過來取決于產品的設計和制造。 與設備制造商從產品設計的早期階段確保流程需求和生產設備匹配。
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